绪论

生命科学中的一些基本概念

1. 生物大分子是生命物质的基础 2. 新陈代谢是生命的基本特征

新陈代谢包括同化作用（合成代谢）和异化作用（分解代谢），物质代谢过程必然伴随能量代谢。

3. 细胞是有机体的基本结构单位和功能单位 4. 有机体的生长发育

生长：新陈代谢过程中，表现出质量和体积的增加

发育：有机体在生活过程中，细胞逐渐分化。形成不同结构。执行不同的生理功能，这一系

列结构和功能的转化过程，称为发育。 5. 有机体的生殖

生殖:任何生物具有的繁衍与其自身相似后代个体的能力,分为无性生殖和有性生殖 6. 生物的遗传变异

遗传：生物通过生殖繁衍后代，产生与自身相似的后代个体，称为遗传 变异：同种生物世代之间或不同个体之间性状差异的现象，称为变异 7. 有机体和环境的统一

生命的进化可归纳三个基本步骤：从无到有的起源；由少到多的分化发展；从低到高级的复化发展

第一篇 生命的基础

第一章 生命的分子基础

原生质：生命物质即原生质 蛋白质的分子结构

肽链：由氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间脱水缩合形成的一种酰胺键

多肽与蛋白质区分：一般意义上，氨基酸分子数目少于50-100个的化合物称多肽，比其更

大的称蛋白质

多肽一般不具有稳定的空间结构，蛋白质具有特定且相对稳定的空间结

构

侧链能表现出某种蛋白质的特异性

一级结构：在以肽键为主键、二硫键为副键的多肽链中，氨基酸的排列顺序即为蛋白质分子

的一级结构

一级结构是蛋白质的基本结构，是蛋白质最重要的特征，一级结构中的关键部位

氨基酸残基的改变可导致蛋白质空间结构改变，形成结构异常蛋白质，使其不能行驶正常功能。

二级结构：蛋白质的二级结构是肽链上相邻氨基酸残基之间主要靠氢键维系的有规律、重复

有序的空间结构，有α螺旋、β折叠和π螺旋三种基本构象。

α螺旋：是肽链按右手螺旋方向形成的空间结构，靠链内氢键形成和维系

β折叠：由两条肽链平行排列或一条肽链回折平行排列折叠而成的锯齿状构象，

靠平行链间的氢键维系

π螺旋：又称三股螺旋，在原胶蛋白分子中，每条多肽链是一种大而松散的螺旋，

再由三条多肽链进一步相互绞合形成稳定的右手超螺旋，靠氢键维系。

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是胶原蛋白独有的结构，有很大强度。

三级结构：蛋白质分子在二维结构的基础上，进一步折叠、盘曲形成的接近球形的空间结构

维系三级结构的主要化学键有疏水键、脂键、氢键、离子键、二硫键等。蛋白质 必须在三级结构基础上才能表现出生物活性。

四级结构：当蛋白质相对分子质量超过50000时，分子往往由几条多肽链组成，每条多肽链

都有其独立的三级结构，称为亚基，单独存在的亚基不具活性，只有亚基按一定 的数量、方式结合起来，才具有生物活性，四级结构也是亚基集结的结构。

蛋白质的变构和变性

蛋白质的空间结构或构象是蛋白质功能的基础 变构：某些代谢中间物或变构剂能够使蛋白质的构象发生轻微的变化，从而引起其生物活性

的改变，使其更有效地完成生理功能，这种通过蛋白质构象变化而实现调节功能的现象，称为变构或变构调节

变性：蛋白质分子受到某些物理因素（如高温、高压、紫外线照射等）或化学因素（如强酸、

强碱、有机溶剂等）的影响时，空间结构发生破坏，理化性质改变，生物活性丧失，这一过程称为蛋白质的变性

变性和变构都不涉及蛋白质一级结构的改变（涉及一级结构的叫水解）

复性：蛋白质的变性有些是可逆的，当除去变性因素，外界条件（如温度、pH等）恢复正

常时，蛋白质空间结构又可以恢复，此过程为复性。

自我装配：蛋白质一级结构的重要性和生物大分子具有“自我装配”原则，即复性时维持空

间结构的二硫键等可准确配对，形成与变性前相同的空间结构。

酶

酶的：在生物体内十分温和的情况下高效催化反映的蛋白质 酶的特性：高度的催化效能（高效性）；高度的专一性；高度的不稳定性（易受温度、pH值

等的影响）

多核苷酸

多核苷酸是许多单核苷酸以一定方式连接而成的多聚体

3’，5’—磷酸二酯键：前一个核酸戊糖3’碳单位的—OH与后一个核苷酸5’碳单位上的—H，

在核酸聚合酶催化下，脱掉一分子水连接而成的共价键。

DNA的结构和功能11111111

B-DNA结构：1.双螺旋：DNA分子两条反向平行的多核苷酸链围绕中心轴，以右手螺旋方

式盘绕成双螺旋磷酸和脱氧核糖位于外侧，形成DNA骨架，碱基位于内侧

2.碱基互补配对原则：碱基对内的两个碱基间以氢键相连，A与T配对形成

两个氢键，G与C配对形成三个氢键

3.多样性：DNA分子中排列组合无穷无尽，蕴藏无数遗传信息，是多样性的

物质基础

A-DNA：右手螺旋，螺体较B-DNA宽短 Z-DNA：左手螺旋

DNA功能：半保留复制：就是DNA合成，基因的复制

转录：从DNA传递到RNA的过程称为转录，被转录的一条链称模板链或反编

码链，另一条称为编码链。

RNA的结构、种类和功能

核酶：具有酶活性的RNA称为核酶

核酶功能：在rRNA剪接过程中，前体rRNA能释放出一个短链RNA，能以一种高度专一

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的方式催化寡核苷酸的剪接。

微小RNA：由20多个核苷酸组成的单链小RNA

微小RNA功能：可在动物发育、分化、细胞增殖、凋亡和脂肪代谢过程中发挥调节作用 mRNA结构：mRNA为一条多核苷酸连，基本上呈线形，部分节段可成环状发夹结构

mRNA功能：从细胞核内的DNA分子上转录信息，并携带到胞质的核糖体上，作为合成蛋

白质的模板，因而称为信使RNA

tRNA结构：单链小分子，二级结构呈三叶草形，三级结构呈倒L型，由5部分组成：

（1） 氨基酸臂：tRNA的3’端有CCA三个碱基，可携带活化氨基酸 （2） 二氢尿嘧啶环

（3） 反密码环：可识别mRNA上的密码子 （4） 额外环

（5） TψCG环

tRNA功能：识别被激活的氨基酸，合成氨酰-tRNA复合体，并借自身密码子与mRNA上的

密码子“咬合”，将携带的氨基酸运输到核糖体，供合成蛋白质需要，因而称转运RNA

rRNA结构：rRNA分子为单链，线形，局部可形成双螺旋形或发夹形结构 rRNA功能：与蛋白质结合形成核糖体，核糖体是合成蛋白质的场所

第二章 生命的细胞基础

细胞的基本概念

微观结构：光学显微镜下见到的细胞结构称为细胞微观结构。

在光学显微镜下，真核细胞的结构包括细胞膜、细胞质及细胞核三部分。 亚显微结构：电子显微镜下所见到的细胞结构称为细胞的亚微结构 膜相结构与非膜相结构：电镜下根据细胞各部分的性质、彼此之间的联系和功能以及各种结

构来源等，可将细胞分为膜相结构和非膜相结构两大类

细胞的膜相结构包括：细胞膜、内质网、高尔基复合体、溶酶体、线粒体、过氧化物酶体、

核膜及小泡等。（口诀“胞膜内融合腺泡过高”）

细胞的非膜相结构包括：染色质、染色体、核糖体、中心粒、微丝、微管以及中间纤维（口

诀“管死中心和中间体制”）

单位膜：电镜下所有的膜相结构由三层结构组成，外两层为致密深色带，厚度约2nm，中

间一层为疏松的浅色带，厚度为3.5nm，通常将这三层结构形式称为单位膜。

真核细胞膜相结构的功能（区域化作用）：真核细胞内膜相结构的出现，不仅将核物质与细

胞质分隔开，而且将细胞内行驶特定功能的酶集中于一定区域内，使之不与其它酶系统相混杂，保证各种不同的酶系统发挥其功能。是真核细胞膜相结构特有的区域化作用。

原核细胞与真核细胞

原核细胞：结构简单，核内物质缺乏双层的核膜包裹，即没有真正的细胞核，缺乏膜型结构

的细胞器，细胞体积较小，有完整的细胞膜。

真核细胞：核物质外出现了双层核膜，将细胞核与细胞质分隔开，在质膜与细胞核之间的细

胞质中，形成了复杂的内膜系统，构建成各种相对稳定、具有独立生理功能的细胞器。

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原核细胞与真核细胞的比较原核细胞细胞大小较小（1~10μm）细胞核无核仁和核膜(拟核)细胞器无（除核糖体外）70S核糖体DNA内膜系统细胞骨架环状双链，不与组蛋白结合无（有间体）特征真核细胞较大（10~100 μm）有核仁和核膜（真核）有80S线状双链，与组蛋白结合成染色质复杂有微管，微丝主要组分为纤维素，不含肽聚糖转录在核内，翻译在细胞质中有丝分裂和减数分裂无细胞壁主要组分为肽聚糖，不含纤维素转录和翻译转录与翻译同时进行细胞分裂无丝分裂

真核细胞与原核细胞的区别： 细胞膜及其表面：

质膜：细胞膜是围绕在细胞最外层的一层界膜，又称质膜，具有选择性通透性，将胞质与

环境分开，参与细胞内外环境的物质、能量交换和信息传递。 （细胞膜是原始的非细胞生物演化为细胞生物的一个转折点） 生物膜：细胞内的膜系统与细胞膜统称为生物膜

细胞膜的化学组成：主要由脂类、蛋白质和糖类组成，此外还有水、无机盐和少量的金属离

子。脂类和蛋白质构成膜的主体，糖类多以复合糖形式存在。（“三大物质”加“金盐水”）

细胞膜的分子结构：

膜脂：组成生物膜的基本成分，包括磷脂、胆固醇及糖脂，磷脂含量最多

脂质体：磷脂、胆固醇、糖脂都为极性分子，因此膜在水中时，其游离端能自动封闭形成一

种稳定结构，称脂质体

磷脂：膜脂的基本成分，可分为甘油磷脂和鞘磷脂。

组成生物膜的磷脂分子主要特征：1.有一个极性头部和两个非极性尾部（心磷脂有四个非极

性尾部）

2.脂肪酸碳链为偶数（多数为16、18、20） 3.除饱和脂肪酸外，常常含有不饱和脂肪酸

糖脂：糖脂普遍存在于原核细胞和真核细胞的细胞膜上。不同的细胞所含糖脂种类不同。

（ABO血型由糖脂决定）

胆固醇：存在与真核细胞膜上，可调节膜的流动性、增加膜的稳定性及降低水溶性物质的通

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